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Aktuelles aus Fachbereich und ÖH

Labor für kreative Robotik

(27.2.2017) Wie sollen die Roboter der Zukunft gestaltet sein, was sollen sie können und wie sollen sie mit dem Menschen zusammenarbeitenZweibeiner_hinten_klein.jpg und kommunizieren? Diesen Fragen wird im „Labor für kreative Robotik“ nachgegangen, das von der Kunstuniversität Linz geführt wird und an dem unter anderem das Institut für Robotik und das AEC beteiligt sind.

In einem ersten Schritt geht es um individualisierte Fertigung mit Hilfe von Robotern: Statt wie bisher die Fertigung nach Fernost auszulagern, soll die Fertigung mit Robotern intelligent werden und vom Design eines Produkts bis zur Produktion komplett kontrolliert werden können. Die Produkte sollen anpassbar werden, anstelle von nur Massenfertigung soll also individualisierte Massenfertigung („mass customization“) treten. Um hier zu Lösungen zu kommen, wird mit Klein- und Mittelbetrieben im Bereich Design, Architektur und Handwerk zusammengearbeitet.

In einem zweiten Schritt soll der Roboter zur Schnittstelle zwischen digitaler und physischer Welt werden und in digitaler, interaktiver Kunst, ebensolchem Design und mit Industriepartnern angewendet werden.

Im dritten Schritt geht es um die Entwicklung der Mensch-Roboter-Kollaboration. Dafür sollen neue, kreative Konzepte entwickelt werden, wie Menschen mit Robotern und umgekehrt auch Roboter mit Menschen kommunizieren können. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Sicherheit und kollaborativen Robotern.

Das „Labor für kreative Robotik“ wurde im Rahmen der „Hochschulraum-Strukturmittel“ beantragt. Alle drei Jahre schreibt das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft diese „Hochschulraum-Strukturmittel“ aus. Alle Universitäten können sich mit Projekten an dieser Ausschreibung beteiligen. Die JKU hat mehrere Projekte eingereicht und auch bewilligt bekommen, am „Labor für kreative Robotik“ ist sie als Partner an Bord.

Praktikum bei der NASA: Mit dem Rad zur 85-Stunden-Woche

(13.2.2017) Hannes Gamper hat es für sein Mechatronik-Studium von Tirol nach Linz verschlagen. Und für ein 2017-01-24 Gamper NASA.jpgAuslandssemester nach San Francisco. Was zur Folge hatte, dass er letzten Sommer ein Praktikum in Los Angeles an einem Labor der NASA, dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) absolvierte. Drei Monate, in denen die Arbeitswoche 85 Stunden hatte, und die eine erfrischende Erkenntnis brachten: Die Ausbildung an der JKU ist hervorragend.

Hannes Gamper ist Masterstudent am Institut für Robotik. Während seines Auslandssemesters in San Francisco besuchte er den Open House Day des JPL in Los Angeles und kam ins Gespräch mit DI Robert Karban, einem Senior Developer der NASA, der ziemlich schnell von den Fähigkeiten des jungen Tirolers überzeugt war.

Ein Praktikum am JPL ist aber nicht leicht zu bekommen, schon gar nicht für einen foreign national.

Diese Hürden hat Gamper überwunden, ebenso wie seine Zweifel im Vorfeld, ob er denn den Anforderungen der NASA überhaupt gerecht werden könne. Er bekam bereits vor dem Praktikum mitgeteilt, worin seine Aufgaben am JPL bestehen werden. „Ich sollte während meines Praktikums zwei Plug In`s für Magic Draw schreiben und habe mich vorher schon gründlich eingelesen, da das Schreiben von Software in der Mechatronik nicht unbedingt ein Schwerpunkt ist.“

In Kalifornien angekommen musste Gamper sich um eine Unterkunft kümmern, die er schließlich in Form eines Zimmers bei einem jungen, kletterbegeisterten Ehepaar, die auch beide bei der NASA arbeiten, fand. „Das kam mir als Tiroler Berg-Freak natürlich sehr gelegen!“ Damit war er in der Nähe des JPL untergebracht und konnte mit dem Rad zur Arbeit fahren.

Am JPL bekam Gamper einen Mentor und einen Co-Mentor zugeteilt, hatte ein eigenes Büro, war bei Meetings dabei und musste am Schluss eine einstündige Endpräsentation über seine geleisteten Arbeiten vor einem 30-köpfigen NASA-Auditorium halten.

Sehr hilfreich war das vorangegangene Studiensemester an der CSUEB in San Francisco, da er so sprachlich keine Probleme hatte. Aber auch fachlich fand er sich schnell zurecht: „Das gehört zu meinen schönsten Erinnerungen, dass ich schnell den Eindruck bekam, dass wir an der JKU wirklich hervorragend ausgebildet werden und ohne weiteres mithalten können.“ Dabei überzeugte Gamper auch die KollegInnen bei der NASA mit seiner Arbeit, denn das Ergebnis übertraf deren hohe Erwartungen und die beiden von ihm entwickelten Plug In`s wurden in den weltweiten Release von Magic Draw aufgenommen. Magic Draw ist ein Programm für Systems Engineering und wird sowohl von der NASA als auch von vielen internationalen Konzernen wie z.B. Boeing verwendet.

Zudem wurde Gamper eine Master-Arbeit am JPL und eine Master-Stelle am California Institute of Technology angeboten.

Zunächst möchte Gamper sein Studium an der JKU abschließen, eine Masterarbeit in Zusammenarbeit mit der NASA schreiben. Und danach? „Gönne ich mir eine Reiseauszeit und anschließend bin ich offen für neue, interessante Herausforderungen.“

imPACts mit hohem Impact

(10.2.2017) Dem K-Projekt imPACts, das Forschung für die chemische und biochemische Prozessindustrie betreibt und2017-02-10 imPACTs Labor 1.png von der RECENDT GmbH geleitet wird und an dem unter anderem das Institut für Mikroelekronik und Mikrosensorik beteiligt ist, wurde nun bei einer Zwischenevaluierung sozusagen höchster Impact bescheinigt: Die Projektergebnisse wurden vom Fördergeber FFG und von internationalen FachgutachterInnen genauestens unter die Lupe genommen und exzellent bewertet.

Von den GutachterInnen wurden eine Reihe bereits erzielter „exzellenter Ergebnisse“ gelobt, die wissenschaftliche Qualität und die Reputation der mehr als 100 beteiligten ForscherInnen aus neun Forschungseinrichtungen und elf Unternehmen herausgestrichen, und auch die Relevanz der durchgeführten Arbeiten für die Industrie bestätigt. Besonders beeindruckt zeigte sich das GutachterInnenteam auch vom Commitment und der Begeisterung der Partner – insbesondere der beteiligten Unternehmen.

Besonders spannende Ergebnisse sind sowohl in unterschiedlichen Verbesserungen der diversen prozessanalytischen Messmethoden gelungen, als auch in der Entwicklung neuer Zugänge und Methoden für die durchgängige Abbildung von chemischen Prozessen in Computer-Modellen. Somit können neuartige Prozessmodelle mit besseren Echtzeit-Messdaten „gefüttert“ und daraus gänzlich neue Information über Prozesszustände generiert werden, die bislang einfach nicht zugänglich waren.

Mittels neuer und verlässlicher Mess- und Auswertungsmethoden können chemische Produktionsanlagen optimiert betrieben werden – das heißt ökonomisch und ökologisch sparsamer arbeiten.

Aus Patenten und einer cloudbasierten Lösung für die Prozessindustrie 4.0 sollen mittelfristig neue Geschäftsfelder entstehen. Aus den Umsetzungen der neu entwickelten Lösungen in den Prozessen der beteiligten Industriepartner ziehen diese zum Teil schon jetzt laufend Vorteile in der täglichen Arbeit.

ImPACts wird noch zwei Jahre fortgeführt, dann steht die Endevaluierung an.

Zoff mit dem Stoff

(19.10.2016) Haben Sie sich schon einmal Gedanken darüber gemacht, was Ihre Jeans alles aushalten müssen? Die werden den 2016-10-19 Stoff Messung 2.jpgganzen Tag gedehnt, gebogen, abgerieben und werfen trotzdem Falten genau dort, wo sie sein sollen. - Für Modedesigner keine leichte Aufgabe, das optimale Ergebnis zu erreichen. Und da kommt neuerdings das Institut für Messtechnik ins Spiel.

Denn Univ.-Prof. Dr. Christiane Luible-Bär von der Abteilung für Fashion & Technology an der Kunstuniversität Linz hat hier angedockt, um ein Messsystem entwickeln zu lassen, das auf Stoffe optimiert ist. Die Skepsis bei Institutsvorstand Univ.-Prof. Dr. Bernhard Zagar war anfangs groß. Denn Stoff ist durch seine Machart inhomogen und ein äußerst schwieriges Material mit komplexem Verhalten. Trotzdem ist es inzwischen gelungen, ein Messsystem zu entwickeln, mit dem einzelne Stoffparameter genau vermessen werden können: derzeit bereits das Biegeverhalten, das vor allem für den Faltenwurf eines Stoffes verantwortlich ist (dazu wurde soeben eine Masterarbeit abgeschlossen), künftig sollen auch das Dehnungsverhalten, Elastizität, Reibung und Gewicht gemessen werden können.

„Hier geht es aber nicht um die Qualität des Stoffes“, sagt Luible-Bär, „denn dafür gibt es bereits Messsysteme, sondern darum, dass man 2016-10-19 Stoff Messung 1.jpgdie gemessenen Parameter in richtiger Bandbreite für ein Simulationssystem verwenden kann.“ Denn Modedesign passiert heute am Computer, der Stoff wird nicht mehr real zusammengenäht sondern das Design am Computer simuliert. Und dies funktioniert umso besser, je detailliertere Daten man über den Stoff in den Computer hineinfüttern kann.

Heute arbeiten vor allem Firmen für Sportbekleidung mit der 3D Simulation, um teure Prototypen von Bekleidung schneller und günstiger herzustellen. Nur wenn der virtuelle Prototyp genau simuliert ist, mit den richtig gemessenen Stoffparametern, kann dieser den realen Prototypen ersetzen.

In einer zweiten Masterarbeit wird derzeit an der Messmaschine in ihrem gesamten Aufbau gearbeitet.

Von den Stoffen reicht ein etwa 20 mal 20 Zentimeter großes Stück aus, um - entsprechend in der Maschine vorgespannt - daran die Messungen vorzunehmen.

Im Vorfeld wurden bei Athleten Bewegungsdaten während des Sports aufgenommen und auf einen virtuellen Avatar umgelegt. „Wir wissen genau, wie viel, wie oft und wie schnell der Stoff bewegt wird“, sagt Luible-Bär. Dadurch kann auch die Eignung eines Stoffes für ein bestimmtes Kleidungsstück getestet werden.

Die gemessenen Stoffparameter dienen schließlich auch dazu, neueste Kompressionssportbekleidung genau zu testen, also Bekleidung, welche mit einem bestimmten Druck am Körper anliegt, um die Leistung und Regeneration eines Sportlers zu steigern. Diese neue Art von Sportbekleidung könnte ohne genaue Simulation überhaupt nicht getestet werden.

„Wir hatten für Prof. Zagar noch eine ganz besondere Aufgabenstellung“, sagt Luible-Bär. „Grundbedingung ist nämlich, dass die Maschine, die hier entwickelt wird, dann auch wirklich von Modeleuten bedient werden kann. Und diese Menschen sind bisher nicht als besonders Technik-affin bekannt.“ Zusätzlich dürfe die Maschine, wenn sie denn in Massenproduktion gehen sollte, nicht viel kosten, da in der Modebranche an allen Ecken und Enden gespart wird.

„Bis das ganze Messsystem fertig ist, wird es sicher noch etwas dauern“, sagt Zagar, „ aber wenn ich an meine anfängliche Skepsis zu dem Thema denke und mir anschaue, was wir inzwischen bereits erreicht haben, bin ich zuversichtlich, dass wir zu einem verwertbaren Ergebnis kommen, das für die Modeindustrie wirklich einen wichtigen Schritt darstellt.“

Bericht im Standard

Mechatronik-Infotag: 450 flugbegeisterte SchülerInnen

21.12.2016 „Vom Fliegen und von Flugzeugen“ – so lautete das Motto des heurigen Mechatronik-Infotages, der am 15. Labor.jpgDezember 450 SchülerInnen aus Oberösterreich und Salzburg in den Science Park lockte. Vom Wesen der Aerodynamik bis zum Leichtbau als Fundament der Flugzeugtechnik spannten sich die Themen.

Ganz dem Credo des Fachbereichs Mechatronik entsprechend – auf solidem Prozessverständnis aufbauend fortschrittliche mechatronische Systeme entwickeln – stellte zunächst Prof. Philipp Gittler die Aerodynamik in ihrer bemerkenswerten historischen Entwicklung, ihren grundlegenden Prinzipien und ihrer eleganten Umsetzung bei modernen Flugzeugen vor. Als begeisterter Flieger mit Berufspilotenlizenz und wissenschaftlich bestens ausgewiesener Aerodynamiker vermochte er die jungen Zuhörerinnen und Zuhörer und ihre BegleiterInnen in den Bann dieses spannenden Gebietes zu ziehen.

Von den Irrungen eines Isaac Newton bei aerodynamischen Fragen, dem ersten fliegenden Menschen Otto Lilienthal oder den der Gittler.jpgNatur abgeschauten Ausprägungen moderner Tragflügel - seine eigene Faszination für das Fachgebiet übertrug sich auf alle Gäste.

Leichtbau ist ein wesentliches Fundament der Flugzeugtechnik. Prof. Martin Schagerl vertritt den Leichtbau an der JKU und hat sich zuvor bei Airbus mit der Berechnung von Flugzeug-Leichtbaukonstruktionen befasst. Er hat in seinem Vortrag in ständiger Interaktion mit den SchülerInnen die grundlegenden Festigkeitsfragen, die hohen Sicherheitsstandards, die Vielfalt der heute eingesetzten Werkstoffe, die besonderen Herausforderungen der modernen Faserverbundwerkstoffe und der automatischen Fehlererkennung mit mechatronischen Methoden sehr eingängig und kurzweilig erklärt.

In den anschließenden Laborführungen wurden ganz unterschiedliche technische Fragen aus dem breiten Tätigkeitsspektrum der Linzer Mechatronik angesprochen. Beispiele mit Flugzeugtechnik-Bezug: Versagensformen von Leichtbaukomponenten, Flugzeughydraulik, Mensch-Roboter Interaktion, aktive Schwingungsunterdrückung.

Der Mechatronik-Infotag wurde, wie auch in den beiden Jahren zuvor, sehr begeistert von den SchülerInnen und Begleitpersonen aufgenommen. Es gab großes Lob für die beiden Vortragenden und für die Foyer.jpgLaborführungen. Viele Begleitpersonen haben ihre Teilnahme bereits für das nächste Jahr zugesagt.